CN109984066A - 一种通过控制水质水温提高蟹循环水养殖效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于蟹养殖技术领域，公开了一种通过控制水质水温提高蟹循环水养殖效率的方法，由水处理系统和养殖系统组成；水处理系统由微滤机、蛋白质分离器、臭氧机、生物滤池、制氧机、溶氧锥和恒温机构成；养殖系统为循环水盒子养蟹系统。本发明提供的蟹工厂化循环水养殖系统可为每一只蟹提供单独的养殖盒，每个养殖盒具备独立的进水、排水系统和入水增氧系统，能够半自动排掉粪便和残余饵料，使每一个养殖盒内始终保持完全一致的优良水质和舒适的空间环境，并配备各种高效水处理系统对水质水温进行控制调节，实现高效的室内立体循环水蟹养殖新模式。
Description
技术领域
本发明属于蟹养殖技术领域，尤其涉及一种通过控制水质水温提高蟹循环 水养殖效率的方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
随着社会的发展，水资源短缺威胁着不少地区和城市的生产和生活。传统 的水产养殖生产方式受到种种因素的限制和制约，各种弊端不断显现，包括对 于水源的污染，水资源的浪费等，暴露出不可持续生产的局限性。循环水养殖 模式是水产养殖诸多模式中工业化程度最高的一种生产模式，它与流水型养殖 模式相比，可节水90％以上，节地高达99％，而且通过污水处理还可以实现节 能减排、环境友好型生产，资源需求、环境保护、生产能力等方面具有明显优 势，已成为越来越多国家实现可持续发展的选择。随着世界性的水、土资源日 益紧缺和环境污染的加重，西方发达国家早已普及推广应用了循环水养殖。
水处理系统是循环水养殖系统的核心，直接决定了系统的生产能力，一个 成功的循环水养殖系统的关键就是采用低成本、高效率的水处理系统。系统的 设计应该基于系统详细的功能分析之上，不同水处理技术的功能和效果殊异， 只有在有机组合下才能达到最终目的。
目前，蟹的主要养殖方式有湖泊、河流蟹种放流养殖、围海围湖养殖、芦 滩地养殖、稻田养殖和室内大池塘养殖等。随着消费需求的不断增加，养殖规 模的不断扩大，给养殖从业者带来经济效益的同时，常规的养殖模式出现的多 种问题也日益凸显，比如回捕率低、养殖风险高、水质条件不易控制、污染环 境、易受自然环境变化影响和病害多发等。第一，成活率低。由于蟹具有强烈 的地域观念和相互攻击性，传统的池塘散养会造成较高比例的死伤损耗，尤其 在蟹蜕壳为软壳蟹阶段，自相残杀蚕食司空见惯，而蟹在从蟹苗成长为商品蟹 的时间内要经历数十次的脱壳期，危险性较大，目前的养殖方法蟹成活率仅为20～30％左右。第二，水环境调控能力变差。粗放的养殖模式中，投喂活鲜饵料、 养殖密度超负荷，大量的残饵粪便和动物残骸的腐败造成了水体自身以及近海、 湖泊的严重污染，水环境调控能力变差。第三，易受自然环境的影响。自然条 件下水温、水质条件都会随季节、时间发生变化，蟹的生长具有季节和时间规 律。最后，近些年来，随着蟹人工繁育技术的发展、人们消费需求的提高，高 密度养殖已成为迫切需要，但是随之而来的是病害肆虐的问题。综上，传统的 池塘养殖模式已经满足不了人们对的蟹的需求。
综上所述，现有技术存在的问题是：传统的水产养殖生产方式受到种种因 素的限制和制约，各种弊端不断显现，包括对于水源的污染，水资源的浪费等， 暴露出不可持续生产的局限性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种通过控制水质水温提高蟹循 环水养殖效率的方法。
本发明是这样实现的，一种蟹循环水养殖系统由水处理系统和养殖系统组 成。
水处理系统由微滤机、蛋白质分离器、臭氧机、生物滤池、制氧机、溶氧 锥和恒温机构成；养殖系统为盒子养蟹。
进一步，转鼓式微滤机，去除养殖系统中养殖动物粪便和残饵等大颗粒物。
进一步，蛋白质分离器利用细微的气泡沫将水中有机物在未分解成 NH3/NH4等有害物质前，从过滤系统中除掉，本系统中设计蛋白质分离器与臭 氧发生器联合使用，可最大限度地减轻生物过滤的负担。
进一步，生物滤池，通过在生化池中安装生物填料，供微生物附着和提供 生化反应场所，氧化去除或吸附水体中的NH4 +-N、NO2 --N、COD、PO4 3--P和小 颗粒SS等养殖废水中有害或多余物质，培养有益菌使生物过滤装置具有良好的 硝化效果。
进一步，生物滤池为混合式生化箱。
进一步，生物滤池分为三级生化处理和一级脱气，采用比表面积为600m2/m3的生物填料，生化球和陶瓷环。
进一步，由制氧机和溶氧装置组成增氧系统；当气泡上升时，恰好受到进 入混合罐顶部纯氧分压的作用，使气泡悬浮在混合罐中，既不上浮也不下沉随 水流走，处于动态悬浮状态，有效增加了气液接触时间；气泡的动态悬浮波动 和接触时间延长提高氧气的利用率。
进一步，温度控制系统由恒温机控制，本系统机组的换热器采用优质纯钛 金属和优质PVC，具有抗腐蚀能力，适用于淡水、海水。
进一步，蟹循环水养殖系统采用自动化控制，所有泵机的启停均需实现自 动化控制；养殖系统内水位异常或故障时，温过高或过低以及无循环水流的情 况下，实现自动控制。
本发明的另一目的在于提供的蟹循环水养殖系统的构建方法，每套养殖系 统由多个蟹、养殖单元连接而成。
本发明的另一目的在于提供的蟹循环水养殖系统调试和优化使用参数，在 蟹循环水养殖系统正常运行条件下，养殖系统内溶解氧可高达8～11mg/L；经调 试后，养殖系统水量为10m3，循环水量为10m3/h较为适宜；调试期间，通过 恒温机控制水温可在16～34℃，可满足实验需求；蟹养殖系统中有96％以上养殖 蟹盒水量充足且能顺利循环，可以正常使用。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明提供的蟹工厂化循环水养殖系统可为每一只蟹提供单独的养殖盒， 每个养殖盒具备独立的进水、排水系统和入水增氧系统，能够半自动排掉粪便 和残余饵料，使每一个养殖盒内始终保持完全一致的优良水质和舒适的空间环 境，并配备各种高效水处理系统对水质水温进行控制调节，实现高效的室内立 体循环水蟹养殖新模式。
本发明采用物化和的生化处理的方法，养殖废水从蟹养殖盒子中排出，进 入集水槽，再由集水槽经管道自流到集水池，在集水池的入水口设有粗过滤袋， 以过滤养殖废水中的大颗粒物，集水池中的水经泵抽到微滤机进行过滤，微滤 机能截留水中直径大于45μm的颗粒物，可减轻了后续处理负荷，减小了后级 生化处理所需体积。在集水池取水，经蛋白质分离器处理后回到生化箱。蛋白 质分离器与臭氧机配合使用，以杀灭细菌，降低亚硝酸盐和氨氮，不仅大大降 低了水中的有机物负荷和水中有毒物质的含量，而且能有效去除生化池出水的 漂浮物。蛋白质分离器出水流到生化箱进行水的生化处理，生化过滤系统选用高效环保，比表面积大，微生物附着好的新型填料，利用寄生硝化细菌的作用， 将未能分离和氧化的有毒物质(如NH3、NO2)进一步分解，同时可以重复使用， 既环保又经济。
本发明蟹工厂化循环水养殖系统有预防天敌和抵御自然灾害；防止自相残 杀蚕食，提高成活率；单独饲喂，规格一致，成长快等优势，是一种高效的室 内立体循环水蟹养殖新模式。
本发明的养殖系统建成后将系统灌满自来水，对其进行调试，确定水泵的 工作周期并使用0.5mg/LClO2对养殖系统进行消毒。
附图说明
图1是本发明实施例提供的循环水养殖系统工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理做详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的蟹循环水养殖系统由水处理系统和养殖 系统组成；
水处理系统由微滤机、蛋白质分离器、臭氧机、生物滤池、制氧机、溶氧 锥和恒温机构成；
养殖系统为循环水盒子养蟹。
本发明实施例提供的转鼓式微滤机，去除养殖系统中养殖动物粪便和残饵 等大颗粒物。
本发明实施例提供的生物滤池，通过在生化池中安装生物填料，供微生物 附着和提供生化反应场所，氧化去除或吸附水体中的NH4 +-N、NO2 --N、COD、 PO4 3--P和小颗粒SS等养殖废水中有害或多余物质，培养有益菌使生物过滤装置 具有良好的硝化效果。
本发明实施例提供的蛋白质分离器利用细微的气泡沫将水中有机物在未分 解成NH3/NH4等有害物质前，从过滤系统中除掉，本系统中设计蛋白质分离器 与臭氧发生器联合使用，可最大限度地减轻生物过滤的负担。本发明实施例提 供的生物滤池为混合式生化箱。
本发明实施例提供的生物滤池分为三级生化处理和一级脱气，采用比表面 积为600m2/m3的生物填料，生化球和陶瓷环。
本发明实施例提供的制氧机和溶氧装置组成增氧系统；当气泡上升时，恰 好受到进入混合罐顶部纯氧分压的作用，使气泡悬浮在混合罐中，既不上浮也 不下沉随水流走，处于动态悬浮状态，有效增加了气液接触时间；气泡的动态 悬浮波动和接触时间延长提高氧气的利用率。
本发明实施例提供的温度控制系统由恒温机控制，本系统机组的换热器采 用优质纯钛金属和优质PVC，具有抗腐蚀能力，适用于淡水、海水。
本发明实施例提供的蟹循环水养殖系统采用自动化控制，所有泵机的启停 均需实现自动化控制；养殖系统内水位异常或故障时，温过高或过低以及无循 环水流的情况下，实现自动控制。
本发明实施例提供的蟹循环水养殖系统的构建方法，每套养殖系统由多个 蟹养殖单元连接而成。
本发明实施例提供的蟹循环水养殖系统调试和优化使用参数，在蟹循环水 养殖系统正常运行条件下，养殖系统内溶解氧可高达8～11mg/L；经调试后，养 殖系统水量为10m3，循环水量为10m3/h较为适宜；调试期间，通过恒温机控 制水温可在16～34℃，可满足实验需求；蟹养殖系统中有96％以上养殖蟹盒水量 充足且能顺利循环，可以正常使用。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步详细说明；
实施例1；
1、蟹循环水养殖系统功能分析与设计原则
循环水养殖系统利用一系列水处理技术来去除固体物，氨氮和亚硝酸盐氮， 脱气以及充氧。这些水处理技术的原理也是生产系统建立、调试和运行的基本 依据。
(1)固体废物的去除
水产养殖业中固体废物的来源有养殖动物的粪便等排泄物和剩余饲料。饲 料的主要成分一般包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、灰分以及水分。养殖动物 的代谢产物以有机废物的形式排泄在系统中，和过剩的饲料一起被细菌分解， 消耗氧气，产生氨。为了最大限度地减少它们对水质的影响，固体废物必须尽 可能快地排出系统外。(2)氮的控制与去除
总氮氮(TAN)是蛋白质新陈代谢的副产物，包括非离子氨(NH3)和离子 铵(NH4 +)。NH3和NH4 +同时存在是因为平衡反应的结果，这种反应的平衡恒 定是高pH的从属物。NH3占TAN的百分比取决于水温度及pH值。
亚硝酸盐氮是氨氮的氧化产物，生产系统中的亚硝化细菌的生长以氨氮作 为能源，而亚硝酸盐氮为其副产物。这些细菌在生物过滤中发挥重要作用。亚 硝化细菌生长在生物过滤基质的表面以及在一定程度上分布于养殖系统各个部 分如管道、阀门、池壁等。虽然亚硝酸盐氮毒性不如氨氮大，但它对水产养殖 动物有害，必须将其从系统中去除。硝化细菌也存在大多数生物过滤基质中， 以亚硝酸盐氮作为能源，将其代谢为硝酸盐氮。一般来说，水生生物能够忍受 生产系统中较高的硝态盐氮水平(约100mg/L)，但仍需得到控制。硝态盐在 循环养殖系统中被转移可通过每日保持少量的换水率，或者从处理系统如沉淀 池中以去硝态氮的形式去除，去硝态氮反应主要是反硝化过程，在缺氧条件下， 反硝化细菌代谢硝态氮产生氮气，从而释放到大气环境中。
养殖系统中氨氮的监控是循环养殖处理系统设计的主要目的。氨氮必须从 养殖系统中去除，而且去除的氨氮水平和产生的达到一个动态平衡，最终使氨 氮浓度保持安全数值。关于去除氮的技术，循环水养殖系统中生物过滤使用最 为普遍。在生物过滤中，基质必须具有很高的比表面积，用于硝化细菌的吸附 和生长。常用的生物过滤基质通常有砾石、沙子、塑料珠、塑料环和塑料盘等。 基质的结构以及与污水接触模式决定了生物过滤系统的水处理特性。
2、蟹循环水养殖系统工艺设计与设备选型
如图1所示，考虑到循环水养殖系统设计原则以及实际场地规划，设计蟹 循环水养殖系统工艺流程图。
蟹循环水养殖系统由水处理系统和养殖系统组成。水处理系统由微滤机、 生物滤池(混合式生化箱)、蛋白质分离器、臭氧机、制氧机、溶氧锥和恒温 机构成。养殖系统为盒子养蟹系统。
(1)微滤机
转鼓式微滤机主要是去除养殖系统中养殖动物粪便和残饵等大颗粒物。其 参数规格如下表1。微滤机配备定时反冲洗装置，可去除微滤机过滤网上的大颗 粒物。
表1滚筒式微滤机规格
(2)蛋白质分离器和臭氧发生器
蛋白质分离器利用细微的气泡沫将水中有机物在未分解成NH3/NH4等有 害物质前，从过滤系统中除掉，本系统中设计蛋白质分离器与臭氧发生器联合 使用，可最大限度地减轻生物过滤的负担。其规格参数为表2：
表2蛋白质分离器和臭氧发生器规格
(3)生物滤池
通过在生化池中安装生物填料，供微生物附着和提供生化反应场所，氧化 去除或吸附水体中的NH4 +-N、NO2 --N、COD、PO4 3--P和小颗粒SS等养殖废水 中有害或多余物质，培养有益菌使生物过滤装置具有良好的硝化效果。生物滤 池分为三级生化处理和一级脱气，采用比表面积为600m2/m3的生物填料(生化 球和陶瓷环)。其规格参数如下表3：
表3生物滤池规格
(4)增氧系统
增氧系统由制氧机和溶氧装置组成。通过射流器将气水混合物射入混合罐， 氧气流被剪切成微小的氧气气泡，气泡在混合罐内的流动状态与曝气锥类似。 当气泡上升时，恰好受到进入混合罐顶部纯氧分压的作用，使气泡悬浮在混合 罐中，既不上浮也不下沉随水流走，处于动态悬浮状态，有效增加了气液接触 时间。气泡的动态悬浮波动和接触时间延长提高了氧气的利用率。其规格参数 为表4：
表4增氧系统规格
(5)温度控制系统
循环系统的水温取决于培养的生物种类。对大部分温水生物，最理想的水 温约为23～27℃，不过对养殖系统来说，水温越高，损失越快。如果该系统所在 空间的空气温度在此范围内，就不需要附加加热源。然而，如果室温低于系统 运行所要求的温度，则需要简单的加热器，作为一个可控热源。本系统机组的 换热器采用优质纯钛金属和优质PVC，需具有抗腐蚀能力，适用于淡水、海水 等，其规格参数为表5：
表5温度控制系统参数
(6)其他控制部件
蟹循环水养殖系统采用自动化控制，所有泵机的启停均需实现自动化控制。 此外，由于循环系统的工作性能以及晚上可能处在无人工作状态，当养殖系统 内水位异常或故障时，温过高或过低以及无循环水流的情况下，实现自动控制。
3、蟹养殖系统
蟹工厂化循环水养殖系统可为每一只蟹提供单独的养殖盒，每个养殖盒具 备独立的进水、排水系统和入水增氧系统，能够半自动排掉粪便和残余饵料， 使每一个养殖盒内始终保持完全一致的优良水质和舒适的空间环境，并配备各 种高效水处理系统对水质水温进行控制调节，实现高效的室内立体循环水蟹养 殖新模式，蟹养殖车间示意如图所示。
本项目中的蟹循环水养殖系统设计每套养殖系统由多个蟹养殖单元连接而 成。
4、蟹循环水养殖系统参数调试和优化
此养殖系统建成后将系统灌满自来水，对其进行调试和优化，确定水泵的 工作周期，得到如下参数：在蟹循环水养殖系统正常运行条件下，养殖系统内 溶解氧可高达8～11mg/L；经调试后，养殖系统水量为10m3，循环水量为10m3/h 较为适宜；调试期间，通过恒温机控制水温可在16～34℃，可满足实验需求。 蟹中有96％以上养殖蟹盒水量充足且能顺利循环，可以正常使用。
5、结果
本系统采用物化和的生化处理的方法，养殖废水从蟹养殖盒子中排出，进 入集水槽，再由集水槽经管道自流到集水池，在集水池的入水口设有粗过滤袋， 以过滤养殖废水中的大颗粒物，集水池中的水经泵抽到微滤机进行过滤，微滤 机能截留水中直径大于45μm的颗粒物，可减轻了后续处理负荷，减小了后级 生化处理所需体积。微滤机出水自流到生化箱进行水的生化处理，生化过滤系 统选用高效环保，比表面积大，微生物附着好的新型填料，利用寄生硝化细菌 的作用，将未能分离和氧化的有毒物质(如NH3、NO2)进一步分解，同时可以 重复使用，既环保又经济，蛋白质分离器在生化箱末级取水，经蛋白质分离器 处理后回到生化箱第三级，蛋白质分离器与臭氧机配合使用，以杀灭细菌，降 低亚硝酸盐和氨氮，不仅大大降低了水中的有机物负荷和水中有毒物质的含量， 而且能有效去除生化池出水的漂浮物。
蟹工厂化养殖系统有预防天敌和抵御自然灾害；防止自相残杀蚕食，提高 成活率；单独饲喂，规格一致，成长快等优势，是一种高效的室内立体循环水 蟹养殖新模式。
此养殖系统建成后将系统灌满自来水，对其进行调试，确定水泵的工作周 期并使用0.5mg/LClO2对养殖系统进行消毒。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通过控制水质水温提高蟹循环水养殖效率的方法，其特征在于，所述通过控制水质水温提高蟹循环水养殖效率的方法的每套养殖系统由多个养蟹盒子养殖单元连接而成。
2.一种实现权利要求1所述通过控制水质水温提高蟹循环水养殖效率的方法的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述蟹循环水养殖系统由水处理系统和养殖系统组成；
水处理系统由微滤机、蛋白质分离器、臭氧机、生物滤池、制氧机、溶氧锥和恒温机构成；
养殖系统为盒子养蟹。
3.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述转鼓式微滤机，去除养殖系统中养殖动物粪便和残饵大颗粒物。
4.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述蛋白质分离器利用细微的气泡沫将水中有机物在未分解成NH3/NH4等有害物质前，通过过滤系统将其从水体中除掉。
5.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述生物滤池，通过在生化池中安装生物填料，供微生物附着和提供生化反应场所，氧化去除或吸附水体中的NH4 +-N、NO2 --N、COD、PO4 3--P和小颗粒SS养殖废水中有害或多余物质。
6.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述生物滤池为混合式生化箱。
7.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述生物滤池分为三级生化处理和一级脱气，采用比表面积为600m2/m3的生物填料，生化球和陶瓷环。
8.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述由制氧机和溶氧装置组成增氧系统；当气泡上升时，处于动态悬浮状态。
9.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述温度控制系统由恒温机控制，换热器采用优质纯钛金属和优质PVC。
10.如权利要求2所述的蟹循环水养殖系统，其特征在于，所述蟹循环水养殖系统采用自动化控制。
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